賽默飛TSQ 8000 結合吹掃捕集分析水中揮發(fā)性有機物的應用研究
關鍵詞 TSQ 8000 Evo 三重四級桿氣質聯用,揮發(fā)性化合物(VOCs), 水質,吹掃捕集。 摘要:本文建立了一套運用三重四級桿氣質聯用儀(GC-MS/ MS)結合吹掃捕集技術檢測水中揮發(fā)性化合物(VOCs)的分 析方法。實驗通過 TSQ 8000 Evo 的 Time-SIM 監(jiān)測模式,采 用內標法對揮發(fā)性化合物進行定量。結果表明,該方法中揮發(fā) 性化合物檢出限均低于 1.0 µg/L,相對標準偏差(RSD)小于 10%,樣品添加回收率范圍:70%~120%。
1、前言 揮發(fā)性有機物(VOCs)是自然界中一類對人體健康和生態(tài)環(huán) 境都有較大危害的污染物。世界衛(wèi)生組織(WTO)定義揮發(fā) 性有機物為熔點低于室溫、沸點范圍在 50~260℃ 之間的有機 化合物。美國聯邦環(huán)保署(EPA)定義其為:除 CO、CO2、 H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何一種參與 到大氣光化學反應的碳氫化合物。VOCs 主要包括脂肪族和芳 香族的各種烷烴、烯烴、含氧烴和鹵代烴等,如:三氯甲烷、 四氯化碳、氯乙烯、苯、甲苯、氯苯等。
水,是生命之源。然而,近年來隨著經濟快速發(fā)展、城市化進 程不斷推進,新產品、新技術、新資源不斷得到開發(fā)和利用, 這些生產過程不可避免地會產生大量有機污染物并進入到水體 環(huán)境中。揮發(fā)性有機物穩(wěn)定、不易分解,且多數具有強致癌性、 致突變性、或對生殖系統(tǒng)破壞性。如:水消毒副產物——揮發(fā)性鹵代烴已被證實對人體有致癌、致肝中毒、致腎中毒的 毒理作用;苯系物(BTEX)則已被列入我國水環(huán)境優(yōu)先控制 污染物的“黑名單”,這類物質可能會導致貧血、肝腎損傷和 神經系統(tǒng)疾病,同時也已被證實為人體膀胱癌、直腸癌等疾病 的罪魁禍首。
揮發(fā)性有機物大部分為小顆粒物質,肉眼無法觀測到,在低濃 度時人們也很難嗅聞到它們的氣味,而現今常規(guī)的水過濾技術 并不能有效去除這些有機物,因此,有必要通過一種、便 捷的檢測手段對水中 VOCs 進行檢測。目前國內外主要通過 固相萃取、固相微萃取、液液萃取、頂空進樣和吹掃捕集法等 前處理方法,結合氣相色譜或氣相色譜質譜聯用技術,檢測水 體中的揮發(fā)性有機物。其中,吹掃捕集具有操作簡便、富集率 高、靈敏度高、精密度高的特點,且無需使用大量有機溶劑, 是環(huán)境友好型的前處理方式,因此,被廣泛應用于實驗室中。 本實驗應用賽默飛三重四級桿氣質聯用儀 TSQ 8000 Evo,結 合吹掃捕集裝置建立了水中常見揮發(fā)性有機物的檢測方法,可 以用于日常的水質 VOCs 監(jiān)測。
2、實驗部分 2.1 儀器和試劑 質譜儀:TSQ 8000 Evo(賽默飛世爾科技,美國); 氣相色譜儀:Trace 1310 GC 配 AI1310 自動進樣器(賽默飛 世爾科技,美國);色譜柱:DB-624(30 m×0.25 mm×0.50 um) 吹掃捕集裝置:(Tekmar)
2.2 儀器方法 1)吹掃捕集(P&T)方法:進樣量 5 mL,吹掃時間 10 min, 吹掃流量 40 mL/min,捕集阱預解析溫度:225 ℃,解析溫度: 230 ℃,解析時間:2 min,烘烤溫度:280 ℃,烘烤時間: 2 min。 2)氣相色譜方法: 升溫程序:35 ℃保持 5 min,6 ℃ /min 升溫到 150 ℃ (4 min),再以 20 ℃ /min 升溫到 235 ℃(2 min);進樣方式:分流進樣(分流比 20:1); 載氣流速:1.0 mL/min(恒流); 進樣口溫度:180 ℃; 3)質譜方法: 離子源溫度:250 ℃; 傳輸線溫度:230 ℃; 掃描方式:采用 Acquisition-Timed 方式,Time-SIM 掃描, 化合物及特征離子信息如表 1 所示。
2.3 樣品前處理 水樣經靜置,過 0.45 µm 的濾膜后,裝入 50 mL 的吹掃捕集 樣品瓶中,待上機檢測。
2.4 標準溶液的配制 50 mL 吹掃瓶中加入適量的去離子水,然后分別取適量的標準 品儲備液,加入適量的氟苯做內標,配置的標準曲線濃度分別 為 0.5 µg/L、1.0 µg/L、3.0 µ
3、結果分析 3.1 色譜分離結果 上述條件下,50 種揮發(fā)性化合物的色譜峰均能得到有效的 分離,Time-SIM 色譜質譜圖如圖 1 所示。
3.2 方法的低檢測限 圖 2 列出部分揮發(fā)性化合物的低檢測限,該方法下,揮發(fā)性 化合物的檢出限均小于 1.0 µg/L,滿足樣品的定性、定量檢測 要求。
3.3 標準曲線線性、檢出限、RSD% 和回收率 所有待測揮發(fā)性化合物在 0.5-7 µg/L 范圍內線性相關系數均 大于 0.99,加標回收率在 70-120% 之間,相應的 RSD 小于 10%,詳見表 2。
4、結論 本文采用吹掃捕集結合 GC-MS/MS 建立了水中 50 種揮發(fā)性 化合物的檢測方法,樣品只需簡單前處理,方法靈敏度高、重 復性好、準確性高、方便快捷,可以滿足日常水質檢測的需要。
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